化工原理下冊天大柴誠敬學(xué)時第1頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一第九章蒸餾9.1概述

9.1.1蒸餾的原理及其應(yīng)用第2頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一一、蒸餾過程的原理蒸餾操作原理液體混合物多次部分汽化、多次部分冷凝各組分揮發(fā)度不同易揮發(fā)組分液相難揮發(fā)組分相際間的質(zhì)量傳遞易揮發(fā)組分最終氣相氣相液相液相氣相氣相最終液相難揮發(fā)組分第3頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一液體混合物分離

二、蒸餾過程的應(yīng)用混合芳烴蒸餾可得到苯、甲苯及二甲苯等。氣體混合物分離

空氣液化蒸餾可得到純態(tài)的液氧和液氮等。固體混合物分離

固體脂肪酸加熱融化后用蒸餾方法分離。加壓液化加熱熔化第4頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一第九章蒸餾9.1概述

9.1.1蒸餾的原理及其應(yīng)用9.1.2蒸餾的特點及其分類第5頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一一、蒸餾分離的特點通過蒸餾分離可以直接獲得所需要的產(chǎn)品蒸餾過程適用于各種濃度混合物的分離蒸餾操作耗能較大，節(jié)能是個值得重視的問題蒸餾分離具有以下特點適用范圍廣，可分離液態(tài)、氣態(tài)或固態(tài)混合物第6頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一按蒸餾操作方式分類蒸餾按蒸餾操作流程分類二、蒸餾過程的分類簡單蒸餾

平衡蒸餾

精餾特殊精餾

√蒸餾間歇蒸餾

連續(xù)蒸餾

√按物系中組分?jǐn)?shù)目分類蒸餾兩組分蒸餾

多組分蒸餾

√按操作壓力分類蒸餾常壓蒸餾

加壓蒸餾

√減壓蒸餾

第7頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一第九章蒸餾9.1概述

9.2兩組分溶液的氣液平衡9.2.1兩組分理想物系的氣液平衡第8頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一一、氣液平衡相圖1.溫度—組成圖

在恒定的總壓下，溶液的平衡溫度隨組成而變，將平衡溫度與液（氣）相的組成關(guān)系標(biāo)繪成曲線圖，該曲線圖即為溫度一組成圖。t-x–y圖第9頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一苯－甲苯混合液的t-x-y圖氣相線液相線液相區(qū)氣相區(qū)兩相區(qū)泡點露點第10頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一2.氣—液相組成圖氣—液相組成圖直觀地表達(dá)了在一定壓力下，處于平衡狀態(tài)的氣液兩相組成的關(guān)系，在蒸餾計算中應(yīng)用最為普遍。一、氣液平衡相圖x–y圖第11頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一苯－甲苯混合液的x-y圖平衡線對角線平衡線與對角線之間的距離越大分離越容易x1與y1互成平衡第12頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一1.拉烏爾定律

二、氣液平衡關(guān)系式當(dāng)理想溶液氣液兩相呈平衡時，溶液上方組分的分壓與溶液中該組分的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。

拉烏爾定律第13頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一整理，得泡點方程氣液平衡時液相組成與平衡溫度間的關(guān)系二、氣液平衡關(guān)系式安托尼方程溶液上方的總壓等于各組分的分壓之和

第14頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一2.以平衡常數(shù)表示的氣液平衡方程設(shè)平衡的氣相遵循道爾頓分壓定律，即令以平衡常數(shù)表示的氣液平衡方程平衡常數(shù)二、氣液平衡關(guān)系式第15頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一代入泡點方程，得由露點方程氣液平衡時氣相組成與平衡溫度間的關(guān)系二、氣液平衡關(guān)系式第16頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一3.以相對揮發(fā)度表示的氣液平衡方程揮發(fā)度定義對于理想物系，有(1)揮發(fā)度二、氣液平衡關(guān)系式第17頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一相對揮發(fā)度定義(2)相對揮發(fā)度對于理想物系，有相對揮發(fā)度二、氣液平衡關(guān)系式第18頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一由道爾頓分壓定律，有(3)以相對揮發(fā)度表示的氣液平衡方程二、氣液平衡關(guān)系式第19頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一略去下標(biāo)，經(jīng)整理可得蒸餾操作α>1，α值愈大，分離愈容易。討論若α=1，不能用普通蒸餾方法分離。以相對揮發(fā)度表示的氣液平衡方程二、氣液平衡關(guān)系式第20頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一三、氣液平衡方程的應(yīng)用1.計算泡點溫度設(shè)：t0kiyiNOYEStb=t0已知

、x求t、y第21頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一2.計算露點溫度設(shè)：t0kixiNOYEStd=t0三、氣液平衡方程的應(yīng)用已知、y

求t、x第22頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一3.計算氣液平衡組成tki給定xiyi列表xiyi

三、氣液平衡方程的應(yīng)用已知、

t

求

x－

y關(guān)系第23頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一課外資料：氣液平衡數(shù)據(jù)獲取途徑1.由安托尼方程求取2.由手冊查得

權(quán)威的氣液平衡數(shù)據(jù)手冊

GmehlimgJ,etal.《Vapor-LiquidEquilibriumDataCollection》

3.由實驗測定安托尼方程第24頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一第九章蒸餾9.1蒸餾過程概述

9.2兩組分溶液的氣液平衡9.2.1兩組分理想物系的氣液平衡9.2.2兩組分非理想物系的氣液平衡

9.3平衡蒸餾與簡單蒸餾9.3.1平衡蒸餾

(選讀)第25頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一一、平衡蒸餾裝置將混合液在壓力P1下加熱，然后通過減壓閥使壓力降低至P2后進(jìn)入分離器。過熱液體混合物在分離器中部分汽化，將平衡的氣、液兩相分別從分離器的頂部、底部引出，即實現(xiàn)了混合液的初步分離。

平衡蒸餾的原理平衡蒸餾為單級蒸餾操作。

閃蒸第26頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一平衡蒸餾裝置簡圖1.加熱器；2.減壓閥；3.分離器。第27頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一二、平衡蒸餾過程的計算1.物料衡算

總物料衡算

易揮發(fā)組分物料衡算氣相產(chǎn)品的流量為

第28頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一設(shè)則整理得直線方程斜率過點液化率汽化率平衡蒸餾中氣液相組成的關(guān)系式二、平衡蒸餾過程的計算第29頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一2.熱量衡算對加熱器作熱量衡算，忽略熱損失，得對減壓閥和分離器作熱量衡算，忽略熱損失，得整理得二、平衡蒸餾過程的計算第30頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一3.氣液平衡關(guān)系

平衡蒸餾中，氣液兩相處于平衡狀態(tài)，即兩相溫度相等，組成互為平衡。

在平衡蒸餾中，氣液組成關(guān)系同時滿足平衡

方程與物料衡算方程。注意二、平衡蒸餾過程的計算第31頁，共3